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2008-11-19 10:26:24 作者:整理 来源:化石网 浏览次数:461 文字大小【】【】【

摘要: 最古老的鳄鱼属于初龙。初龙的后裔除了进化成鳄鱼,还有一支进化成了恐龙。有的恐龙的脖子非常长,甚至比长颈鹿还长,它们必定需要很高的血压才能给大脑供血,因此它们的心脏也应该和鸟、哺乳类一样有四个腔和分离的肺、体循环。1993年在美国南达科他州首次发现恐龙心脏化石,其构造的确和预料的一样。这也表明恐龙可能是恒温动物。

    去体检的时候,通常都要测量血压。它实际上是血液流动时作用在动脉管壁上的压力。心脏收缩时,心室把血液压进动脉,产生一股压力,让血压达到最高。然后心脏舒张,来自心脏的压力没了,动脉血管由于弹性回缩,血液仍然会继续慢慢地流动,还会对血管产生一定的压力。医生在测量血压后会记下两个数据,例如“110/70”,就是分别代表在心脏收缩和舒张时血压让汞柱升高的高度(毫米)。

    如果没有血压,就不能推动血液流遍全身各处,特别是血液往上流的时候,还需要克服重力,需要的血压就更大了,最低也得保证能把血液输送到头部去。对于鳄鱼这样的爬行动物,头部和心脏基本上在同一高度,需要的血压不高,通常只要40毫米汞柱的血压能把血液压到体表的毛细血管就行了。人的身体就像是鳄鱼转了个90度立起来,通常至少需要100毫米汞柱的血压才能让血液流到头顶,否则就会因为大脑缺血而晕倒——身体变成像鳄鱼一样的姿势,头和心脏处于同一位置,血液又能流到大脑。再想想头高高在上的长颈鹿吧,它需要有一个橄榄球那么大的心脏来产生极高的血压,高达300毫米汞柱。

    心脏不仅要把血液输送到头、脚,还要送到肺,在那里吸收氧气、排出二氧化碳。为此肺的表面充满了薄薄细细的毛细血管,以便进行气体交换。但这也使得肺的结构非常脆弱,如果以100毫米乃至300毫米汞柱的血压把血液压到肺,肺表面的血管将会破裂。鸟类和哺乳动物采取一个巧妙的方法解决了这个问题:把心脏分割成互不相干的左右两个部分,右边管肺循环,左边管体循环。体循环的静脉血进入右心房,右心室以较低的压力(人的肺动脉收缩压只有大约22毫米汞柱)把血液送到肺部,完成气体交换后,送到左心房。左心室的肌肉比右心室发达得多,产生的压力也大得多,由它把血液压到主动脉,输送到除了肺部以外的全身各处。然后血液又回到右心房,如此周而复始。人的心脏的左右两边实际上可以看成两个独立的心脏。事实上,在胚胎发育时,心脏就是由两个分离的管道融合而成的,中间是厚厚的隔膜将它们分隔开。

    爬行动物则不同,它们的血压本来就低,不必担心会把肺压坏,所以没有必要分隔两个心室,左右心室可以相通,实际上是一个心室。但奇怪的是,鳄鱼的心脏却有两个分隔的心室,看上去更像鸟、哺乳类的心脏。仔细看却又与鸟、哺乳类的心脏不同。鸟、哺乳类的右心室连着肺动脉,左心室连着主动脉,肺循环、体循环分得清清楚楚,但是鳄鱼多出了一条主动脉:它的右心室除了连着肺动脉,还连着一条主动脉,也就是说,鳄鱼的右心室既可以把血送到肺部,也可以送到身体其他部位。在鳄鱼右心室与肺动脉交界的地方,有一片齿状的瓣膜控制血液的流向,它开着的时候,血才送到肺部,合上时,右心室则把血液压到主动脉送到其他地方。

    为什么会有这种奇特的构造呢?鳄鱼的大部分时间沉没在水里等待猎物,与空气隔绝,这时候把血送到肺部也不能交换气体,是一种浪费。这时右心室的齿状瓣膜是关闭着的,从身体各部位收集来的静脉血本来要送去肺部进行气体交换,这时却又重新被送到身体各部位去了。静脉血虽然含氧量较少,但是还可被重新利用,通过多次体循环充分利用血中的氧,可能是鳄鱼能在水底一待几个小时不用浮到水面换气的一个因素。当鳄鱼浮到水面上时,分泌肾上腺素刺激齿状瓣膜打开,静脉血才被送到肺部换气。这样的设计是不是比鸟、哺乳类的心脏更先进?

    有意思的是,鳄鱼在胚胎发育过程中,它的心脏是把肺、体循环完全分离的,到发育的后期才出现了特殊的构造。这就意味着鳄鱼祖先的心脏很可能和鸟、哺乳类一样,难道鳄鱼祖先也有血压高的问题吗?是的,从化石来看,鳄鱼祖先生活在陆地,有很长的腿,有些种类还用两条腿奔跑,头的位置比较高,所以和鸟、哺乳类一样要有较高的血压和分隔的左右心脏。

    鸟、哺乳类血压高的一个好处是血流量比较大,可以满足较高的新陈代谢率,以维持恒定的体温。因此我们可以推测,鳄鱼祖先很可能是恒温动物。以后鳄鱼改变了生活方式,对长久静止待在水中的生活来说,体温恒定并无好处,于是鳄鱼又进化成了冷血动物。我们总以为恒温动物是从冷血动物进化来的,其实有时也可以反过来。

    最古老的鳄鱼属于初龙。初龙的后裔除了进化成鳄鱼,还有一支进化成了恐龙。有的恐龙的脖子非常长,甚至比长颈鹿还长,它们必定需要很高的血压才能给大脑供血,因此它们的心脏也应该和鸟、哺乳类一样有四个腔和分离的肺、体循环。1993年在美国南达科他州首次发现恐龙心脏化石,其构造的确和预料的一样。这也表明恐龙可能是恒温动物。


中青在线-中国青年报 方舟子

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